Vision-Language-Action (VLA) models have recently emerged as a promising paradigm for generalist robotic control. Built upon vision-language model (VLM) architectures, VLAs predict actions conditioned on visual observations and language instructions, achieving strong performance and generalization across tasks. However, VLAs face two major challenges: limited long-horizon context and inefficient inference due to the quadratic attention complexity and large parameter counts. Our work is motivated by the observation that much of the visual information in a trajectory remains static across timesteps (e.g., the background). Leveraging this property, we propose SD-VLA, a framework that disentangles visual inputs into multi-level static and dynamic tokens, which enables (1) retaining a single copy of static tokens across frames to significantly reduce context length, and (2) reusing the key-value (KV) cache of static tokens through a lightweight recache gate that updates only when necessary. This design enables efficient multi-frame integration and efficient inference. In addition, we introduce a new benchmark that more effectively evaluates the long-horizon temporal dependency modeling ability of VLAs. Experimental results show that our approach outperforms baselines on this benchmark by 39.8% absolute improvement in success rate, and achieves a 3.9% gain on the SimplerEnv benchmark. Moreover, SD-VLA delivers a 2.26x inference speedup over the base VLA model on the same benchmark, enabling faster and more practical real-world deployment.


翻译:视觉-语言-动作(VLA)模型近期已成为通用机器人控制领域一种前景广阔的范式。基于视觉-语言模型(VLM)架构构建的VLA模型,能够根据视觉观测和语言指令预测动作,在跨任务场景中展现出优异的性能与泛化能力。然而,VLA模型面临两大挑战:长时程上下文建模能力有限,以及因注意力机制的二次方复杂度与庞大参数量导致的推理效率低下。本研究的动机源于观察到轨迹中的大量视觉信息在时间步间保持静态(例如背景)。基于此特性,我们提出SD-VLA框架,将视觉输入解耦为多层次的静态与动态令牌。该设计能够:(1)跨帧保留静态令牌的单一副本,从而显著缩短上下文长度;(2)通过轻量级重缓存门仅在必要时更新静态令牌的键值(KV)缓存,实现缓存复用。这一架构支持高效的多帧信息整合与推理加速。此外,我们引入了一个新的基准测试,以更有效地评估VLA模型的长时程时序依赖建模能力。实验结果表明,我们的方法在该基准测试上的成功率绝对提升达39.8%,并在SimplerEnv基准测试上取得3.9%的性能增益。同时,SD-VLA在同一基准测试上相比基础VLA模型实现了2.26倍的推理加速,为实际场景的快速部署提供了可行路径。

0
下载
关闭预览

相关内容

视觉-语言-动作模型解析:从模块构成到里程碑与挑战
专知会员服务
17+阅读 · 2025年12月17日
面向具身操作的高效视觉–语言–动作模型:系统综述
专知会员服务
24+阅读 · 2025年10月22日
视觉-语言-动作(VLA)模型的前世今生
专知会员服务
20+阅读 · 2025年8月29日
视觉语言建模遇见遥感:模型、数据集与前景展望
专知会员服务
17+阅读 · 2025年5月21日
视觉语言动作模型:概念、进展、应用与挑战
专知会员服务
19+阅读 · 2025年5月18日
高效视觉语言模型研究综述
专知会员服务
14+阅读 · 2025年4月18日
大规模视觉-语言模型的基准、评估、应用与挑战
专知会员服务
18+阅读 · 2025年2月10日
绝对干货!NLP预训练模型:从transformer到albert
新智元
13+阅读 · 2019年11月10日
视觉里程计:起源、优势、对比、应用
计算机视觉life
18+阅读 · 2017年7月17日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
12+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
相关VIP内容
视觉-语言-动作模型解析:从模块构成到里程碑与挑战
专知会员服务
17+阅读 · 2025年12月17日
面向具身操作的高效视觉–语言–动作模型:系统综述
专知会员服务
24+阅读 · 2025年10月22日
视觉-语言-动作(VLA)模型的前世今生
专知会员服务
20+阅读 · 2025年8月29日
视觉语言建模遇见遥感:模型、数据集与前景展望
专知会员服务
17+阅读 · 2025年5月21日
视觉语言动作模型:概念、进展、应用与挑战
专知会员服务
19+阅读 · 2025年5月18日
高效视觉语言模型研究综述
专知会员服务
14+阅读 · 2025年4月18日
大规模视觉-语言模型的基准、评估、应用与挑战
专知会员服务
18+阅读 · 2025年2月10日
相关基金
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
12+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员